Mobile Mapping Trends und Entwicklungen seit der Fachtagung Mobile Mapping 2011

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1 Mobile Mapping Trends und Entwicklungen seit der Fachtagung Mobile Mapping 2011 Prof. Dr. Stephan Nebiker FHNW Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik Institut Vermessung und Geoinformation Mobile Mapping 2013 (MM2013) Geodaten für die Mobilität der Zukunft FHNW, Muttenz, 19. Juni FHNW / IVGI

2 Aspen Movie Map Lektionen aus frühen Visionen Visionäre Features Interaktive Bild- / Video-Navigation Verlinkung Video & 2D-Karte Multi-temporale Bildinhalte Multimedia-Inhalte (Bild, Ton, Video) Augmented Display Touch Interface Lippman, A., Movie-maps: An application of the optical videodisc to computer graphics. ACM SIGGRAPH Computer Graphics 14(3): Voice-Ausgabe Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

3 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

4 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

5 Mobile Mapping Consumer Markt oder "Die Schlacht um die Karten" NEU: Nokia als Google-Haupt-Konkurrent Kauf von Navteq im 2008 Kauf von earthmine 2012 / Aufgabe Stereopanorama-Lösung? Navteq TRUE (mit MS bing Logo) Google Vorüberg. Dämpfer wg. Datenschutz ABER: 1 Mrd. US$ pro für Geo Microsoft bing streetside DE: Betaphase Dez 11 - April 12 seither "Funkstille" Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

6 Markt für High-end Geodatendienste und Engineering-Projekte Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

7 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

8 Mobile Messsysteme Komponenten Messsensorik / Umgebungssensorik Laserscanner, Bildsensoren etc. GNSS INS Stereokameras (oblique) Laserscanner Georeferenzierung / Positionierungssensorik GNSS, INS, DMI Stereokamera (front) Mobile Plattform Motorfahrzeug, Flugzeug, UAV, Zug, Schiff Multi-Stereo Mobile Mapping System inovitas AG ( ) Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

9 Trägerplattformen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

10 Bildsensorik Sensorkonfigurationen Mono / Divergent Panorama Stereo flexible Blickrichtungen, «einfach» realisierbar keine direkte 2D-/3D- Punktbestimmung Bilddokumentation Texturierung von Punktwolken 360 -Abdeckung aufwändiges Kameradesign keine direkte 2D-/3D- Punktbestimmung «Google Street View»- Produkte fixe Geometrien (längs / quer zur Fahrtrichtung) anspruchsvolle Kalibrierung genaue / direkte 3D- Punktbestimmung 3D-(Mess-)Videos Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

11 Laserscanning Konfigurationen Single-Scanner Multi-Scanner Neu / zunehmend: Multi-Beam Scanner Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

12 Neuigkeiten Messsensorik (Auswahl) Bildsensoren Neue Panorama-Bildsensoren, z.b. Pointgrey Ladybug 5 LiDAR-Sensoren Multi-Beam LiDAR z.b. Velodyne HDL-32E Flash LiDAR? Ball Aerospace Total Sight Flash LiDAR ( Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

13 Trend: integrierte Systeme (Plug-and-drive?) Multi-Kamerasysteme z.b. Trimble MX1 LiDAR mit Bildsensoren Trimble MX8 Leica Pegasus Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

14 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

15 Integration Airborne LiDAR mit Mobile LiDAR Nationalstrasse N08, Interlaken Ost Brienz (Emch + Berger AG & Topscan GmbH) Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

16 Georeferenzierung mit Totalstation und Inertialsystem Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

17 INS/GNSS/Vision-Datenfusion Schritt 1: Unabhängige Bestimmung von Positions-Updates aus Einzelpasspunkten Passpunktgruppen a) Bündelblock-basierte Updates b) Einzelpunkt Updates Height [m] x 10 5 [m] x North CPG x 10 5 [m] Control point observations Tie point observations Stereo basis control point East Update: Ausrichtung und Position Bild-basiertes MM Positionsdifferenz zwischen DG und Passpunkt Update: Position Bild- und LSbasiertes MM direct georeferenced trajectory vision based position update Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

18 Integrierte Georeferenzierung (IG) Testdatensätze DG IG mean std. dev. mean std. dev. Residual plots of test site A Direct Georeferencing Integrated Georeferencing A X [cm] Y [cm] H [cm] D [cm] D [cm] x 104 [m] x 104 [m] B X [cm] Y [cm] H [cm] North North D [cm] D [cm] DG-Lösung mit systematischem Fehlerverhalten wg. GNSS-Signalverlusten IG mit signifikanter Verbesserung INS/GNSS/Vision-Fusion erlaubt Beibehaltung der Georeferenzierungsgenauigkeit cm East x 10 5 [m] Control or Checkpoint Mobile Mapping Track cm East x 10 5 [m] Residual in Position [2D] Residual in Height [H] Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

19 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

20 Punktwolken vs. Bilddaten Hauptherausforderungen Punktwolken Punktwolken mit Intensitätswerten Texturierte Punktwolken Full Waveform Herausforderung: exakte räumliche und zeitliche Co-Registrierung von LiDAR- Punkten und Bildinformation Bilddaten Monobilder / Panoramabilder Stereobilder 3D-Bilddaten "Mapping the Future as an Intelligent 3D Image" (Keynote Lawrie Jordan, ESRI an der ILMF) Herausforderung: zuverlässige und genaue 3D-Messungen über 360 Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

21 Image Matching Multi-Image Matching & Strassenszenen Wissenschaft Photogrammetrie, Computer Vision und Robotik => vgl. Vorträge Industrie Google Maps '2013' Ersatz expliziter 3D-Gebäudemodelle durch detailliertes DOM Acute3D ( Streetside 3D Reconstruction Lizensiert u.a. durch Autodesk (z.b. in 123D Catch) Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

22 Automatische Informationsextraktion und 3D-Szeneninterpretation Matti, E., Geometrie- und farbbasierte Punktwolkenklassifizierung von komplexen urbanen Laserscanning-szenen mittels überwachter SOM-Klassifikation. Master-Vertiefungsprojekt. Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

23 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

24 Technologien: Cloud und Web 3D-Geodienste: Hauptziel Einfache Nutzung massiver Geodatenmengen durch breite Anwenderbasis HTML5! W3C Candidate Recomm. seit Dez Neu: <canvas> => 2D-Grafiken... WebGL (Web Graphics Library) ==> Plugin-freie Clients für 3D-Geodienste Cloud! Kostengünstige / populäre / zuverlässige Cloud-Lösungen (z.b. Amazon EC2) ABER: Neue Kontroverse Public vs. Private Cloud durch PRISM/NSA-Skandal Neue Client-Cloud-Architekturen sind erforderlich und am Entstehen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

25 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

26 Mobile Mapping und Datenschutz Datenschutz-Kodex für Geodatendienste in Deutschland (28. Feb. 2011) (mit Unterzeichnerliste) Eckdaten des Kodex: Vorinformation über Aufnahmen, Anonymisierung von Gesichtern und KfZ-Kennzeichen (inkl. Rohdaten!), einfache Widerspruchsmöglichkeit inkl. Unkenntlichmachung von Häusern od. Hausteilen CH-Bundesgerichtsentscheid (1C_230/2011 vom ) höchstens ca. 1 % der Bilder ungenügend anonymisiert im Internet & nachträgliche manuelle Unkenntlichmachung auf Anzeige der Betroffenen vollständige Anonymisierung im Bereich von sensiblen Einrichtungen (Schulen, Spitäler, Altersheime, Frauenhäuser, Gerichte und Gefängnisse) keine Bilder von Privatbereichen ohne Zustimmung, falls Kamerahöhe > 2m Information in lokalen Medien Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

27 Google Street View Vor und nach BG-Entscheid: finde den Unterschied Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

28 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

29 Ausblick Indoor Mobile Mapping Boom (oder Hype?) Indoor Location Services Gute Aussichten für Indoor Mobile Mapping Ansätze / Technologien Panoramaaufnahmen (QuickTime VR seit 1994!) Hand-held Lasers (vgl. CSIRO Video) SLAM (vgl. Vortrag J. Nikolic) Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

30 Ausblick II lange erwartet / die (ewigen) Hoffnungsträger? Ground Penetrating Radar (GPR) Range Imaging (inkl. Outdoor-Anwendungen) MS XBox One Kinect RGB + NIR + Tiefe mit 1020P und 30 fps Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,

31 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Fragen? Mobile Mapping Trends & Entwicklungen, MM2013, FHNW,